Рука манипулятора Советский патент 1984 года по МПК B25J11/00 

2. Рука манипулятора но п. 1, отличающаяся тем, что, с целью унрощения конструкции и управления ехватом, водило и два звена трехзвенного дифс{)еренциала связаны с телескопическими приводными валами дополнительно введенными повышающими тросовыми передачами с передаточным отношением + 0,5, а ось вран1ения водила равно уда;1ена как от оси сателлита, так и от оси враше1Н1Я телескопических нриводпых валов, причем два звена трехзвенного дифференниала связаны двумя дополнительно введе1и ыми нонижаюншми передачами с передаточным отношением -т-2 и -2, при этом механизм силового зам 1кания вынолнен в виде двух конических дифференциалов, гзодила которых связаны межд,у собой, а остальные звенья этих конических дифференциалов связаны с соответствующими четырьмя телесконическими приводными валами и с приводными двигателями.

1. РУКА МАНИПУЛЯТОРА, содержащая исполнительные звенья, связанньн- между собой трехзвенным дифференциалом, корпус которого жестко связан с первым исполнительным звеном, водило - с вторым исполнительным звеном, а сателлит -- с третьим исполнительным звеном, три приводных двигателя, связанных с исполнительными звеньями механизмом кинематической развязки, механизмом силового за.мыкания и четырьмя телескопическими приводными валами, первый из которых жестко связан с корпусом трехзвенного дифференциала, а три других вала через передаточный механизм связаны с водилом и. звеньями трехзвенного дифференциала, а также схват, торсион и фиксирующую муфту, отличающаяся тем, что, с целью расщирения технологических возможностей путем увеличения зоны обслуживания при вертикальном расположении руки, корпус трехзвенного дифференциала выполнен в виде рычага, один конец которого закреплен на внещнем телескопическом приводном валу, на другом конце которого закреплено с возможностью вращения выполненное также в виде рычага водило указанного дифференциала, причем на водиле установлен сателS лит, ось вращения которого параллельна оси вращения водила, -а на оси сателлита (Л закреплен схват. ю о

Изобретение относится к манииуляторным устройствам, в частности к манипуляторам с программным управлением, используемым, например, в автоматических станочных линиях. Известна рука манипулятора, содержашая иснолнительные звенья, связанные между собой трехзвенным дифференциалом, корпус которого жестко связан с нервым исполнительным звеном, водило - с вторым иенолнительным звеном, а сателлит с третьим исполнительным звеном, три нриводных двигателя, связанны.х с исполнитель, ными звеньями меха1Н13мом кинематической развязки, механизмом силового замыкания и четырьмя телесконическими фиводными валами, первый из которых жестко связан с корпусом трехзвенного дифферерндиа:ia, а три дру1их вала через передаточный механизм связаны с водилом и звеньями трехзвенного дифференциала, а также схват, торсион и фиксирующую муфту 1. Недостатка.ми известно1о устройства яв.1як)тся малая зона обслуживания при вертикальном расположении руки, а также сложное управление с.хватом, результируюн1,ее движение которого является следствием еложенин движений от всех приводных двигателей. Цель изобретения - расн1ирение технологических возможностей путем увеличения зоны обслуживания при вертикалыю.м расположении руки, а также унрощение копстpyKiuni и унравления ехватом. Цель достигается тем, что в руке манипулятора, содержащей дополнительные звенья, связанные между собой трехзвенны.м дифференциалом, корпус которого жестко связан с нервым иенолнительным звеном, водило - с вторы.м ис 10лнительным звеном, а сателлит - с третьим исполнительным звеном, три приводных двигателя, связанных с иснолнительными звеньями механизмом кинематической развязки, .механизмом еилового замыкания и четырьмя телескопическнми приводными шлами, первый из которых жестко связан с корпусом трехзвенного дифференциала, а три дру|их вала через передаточный механизм связаны с водилом и звеньями трехзвенного дифференциала, а также схват, торсион и фиксирующую .муфту, корпус трехзвенного диффереьщиала вынол1 ен в виде рычага, один конец которого закреплен на внешнем телескопическом приводном валу, на дру1Ч)м конн.е которого закреплено с воз.можностью вращения выполненное также в виде рычага водило указанного дифференциала, причем на водиле установлен сателлит, ось вран1,ения которого параллельна оси вращения в{)ди;1а, а на оси сателлита закреплен с.хват. Цри этом води.,;о и два звена трехзвенного дифференциала связаны с телескопическими приводными валами дополнительно введенными повышающими тросовыми нередачами с ередаточным отношением + 0,5, а ось вращения вол.ила равно удалена как от оси сател.чита, так и от оси вращения телескопических приводных валов, | ричем два звена трехзвенного дифференциала связаны двумя дополнительно введенщ 1ми понижаюнщми передачами с передаточпы.м отношением +2 и -2, при этом ме ханизм силового замыкания выполнен в виде двух конических дифференциалов, во.TH;ia которых связашя между собой, а остальные звенья этих конических дифференциалов связаны с соответствующими четырьмя телескопическими нриво;:ны.ми вала.ми и с при п од. 11 ы м и д в и г а тел я м и. На чертеже показана кинематическая схема руки манинулятора. Рука е тремя етепенями подвижности содержит три приводных двигателя 1-3, .которые связаны через посредство дифференциального механизма 4 с телесконическими приводными валали 5--8. Исполнительные звенья руки с тремя степенями подвижности связаны между собой в виде трехзвенного дифференциала 9 таким образом, что первое исполнительное звено 10 является корпусом дифференциала 9 и жестко связано с валом 5. Второе исполнительное звено 11 является водилом дифференциала 9, которое имеет ось вращения относительно корпуса 10, параллельную оси приводных валов 5-8, и связано с валом 6 повышающей передачей, например тросовой, состоящей из колес 12 и 13 и троса 14 с передаточным числом, равным +0,5. Два других звена 15 и 16 трехзвенного дифференциала 9 связаны повышающими передачами, например тросовыми, с валом 7 передаточным отношением -Ь0,5 и р валом 8 - передаточным отношением -0,5. Третье исполнительное звено 17 со схватом 18 является сателлитом дифференциала 9, имеет ось вращения, параллельную оси вращения звеньев 12, 15 и 16, и связан со звеном 15 понижаюцдей передачей, например тросовой, с передаточным отношением -2, а со звеном

16- с передаточным отношением +2. Дифференциальный механизм 4 кинематической развязки и силового замыкания содержит два конических дифференциала, водила 19 и 20 которых связаны между собой с помощью зубчатой передачи 21 с передаточным числом +1. Звено 22 первого конического дифференциала жестко связано с двигателем 1 и посредством зубчатых передач 23 и 24 с валом 5. Звено 25 другого конического дифференциала жестко связано с двигателем 2 и через зубчатые передачи 26 и 27 с валом 6. Другое звено

28 того же конического дифференциала посредством зубчатой передачи 29 связано с двигателем 3 и валом 8 и наконец звено 30 первого конического дифференциала посредством передачи 31 связано с валом 7. В передачу встроено устройство для выбора люфта, состоящее из торсиона 32 и фиксирующей муфты 33.

Предлагаемая рука предназначена преимущественно для подвесных компоновок манипулятора с вертикально расположенной рукой и с возможностью ее вертикального перемещения.

Рука работает следующим образом.

При включенном двигателе 1 (двигатели 2 и 3 заторможены) вращение через зубчатые передачи 23 и 24 передается валу 5 и через него исполнительному звену 10. При этом валы 6 и 8 заторможены, а вал 7 вращается с той же скоростью, что и вал 5 но в противоположную сторону. Колесо 12 и вместе с ним водило 11, обкатываясь по неподвижному колесу 13, получают вращение с удвоенной скоростью вала 5, но в противоположную сторону. При этом благодаря равенству расстояний между осями в звеньях 10 и 11 ось сателлита 17 перемещается по прямолинейной траектории, проходящей через ось приводных валов 5-8. Сателлит

17при этом получает вращение со скоростью, равной по величине и направлению скорости звена 10, что позволяет ему сохранить ориентацию по отнощению к плоскости, соединяющей ось сателлита 17 с осью приводных валов 5-8. Таким образом, при

работе одного двигателя 1 происходит прямолинейное радиальное перемещение схвата 18 с постоянной его ориентацией по отношению к направлению этого перемещения. Благодаря консольному расположению зве0 на 11, схват может проходить через ось телескопических приводных валов 5-8, а максимальпая ве.шчина его прямолинейного перемещения равна 4г.

При включенном двигателе 2 (двигатели 1 и 3 заторможены) вращение через зуб- чатые передачи 26 и 27 передается валу 6, а также колесу второго конического дифференциала. Так как звено 28 этого конического дифференциала заторможено, то его рюдило 20 получает вращение с половинной

0 скоростью звена 25, а через передачу 21 приводится во вращение водило 19 первого кпипческого дифференциала, звено 22 которого заторможено, а звено 30 вращается с той же скоростью и в том же направлении, что и звено 25 второго конического диф5 ференциала. Таким образом,вал 7 получает врап1.ение со скоростью, по величине и направлению равной скорости вала 6. ВраnicHHe от вала 6 через тросовую передачу передается исполнительному звену 11. При этом валы 5 и 8 заторможены, а испол0птельное звено - сателлит 17, обкатываясь тросовой передачей по неподвижному колесу 16, получает вращение со скоростью, ра15ной половине скорости звена 11 и противоположной ей по направлению. Благо5 Даря этому при работе двигателя 2 сохраняется ориентация схвата по отношению к радиальному направлению.

При работе двигателя 3 (двигатели 1 и 2 заторможены) вращение от двигателя

передается валу 8 и через передачи двух конических дифференциалов валу 7 с той же скоростью. Валы 5 и 6 заторможены, благодаря чему исполнительные звенья 10 и 11 остаются неподвижными, а исполнитель.

5 ное звено 17 через тросовые передачи получает вращение со скоростью вращения валов 7 и 8.

При одновременной работе двух или трех двигателей происходит пропорциональное сложение движений исполнительных

0 звеньев 10, 11 и 17. Торсион 32, зафиксированный в напряженном состоянии с помощью муфты 33, обеспечивает безлюфтовую передачу движения по всем степеням подвижности от двигателей 1-3 к исполнительным звеньям 10, 11 и 17.

Предлагаемая рука для подвесных промышленных роботов с вертикальной осью значительно расширяет рабочую зону за счет замены двух ориентирующих степеней

51117204

подвижности на переносные, что позволяетсхвата рука складывается и не занимает

значительно расширить область применениярабочего пространства в задней части,

подвесных промышленных рооотов, в томкоторое может быть занято обслуживаемым

числе за счет того, что при втягиванииоборудованием.